Huit inventions suisses révolutionnaires en 2023

Une technologie cerveau-colonne vertébrale qui permet à un homme paralysé de remarcher, des plumes de poulet pour produire de l’électricité et un laser capable de dévier la foudre: telles sont les innovations suisses de cette année qui pourraient changer nos vies dans les années à venir.

Ce contenu a été publié le 31 décembre 2023 – 06h00

31 décembre 2023 – 06h00

Simon Bradley

La Suisse a bien plus que de belles montagnes. Les universités et instituts de recherche suisses comptent parmi les meilleurs au monde et attirent de plus en plus d’étudiants et de scientifiques internationaux talentueux.

C’est l’un des pays les plus innovants au monde, atteignant l’excellence en science et technologie. En 2021, 3,3 % du produit intérieur brut annuel a été consacré à la recherche et au développement.

À l’approche de la nouvelle année, nous vous présentons huit projets de recherche et innovations suisses qui ont retenu notre attention en 2023.

De nouveaux matériaux pour guérir l’estomac et les intestins

Les fuites gastriques et les plaies intestinales peuvent mettre la vie en danger. Il existe des pansements qui peuvent sceller les tissus endommagés. Mais ceux-ci se dissolvent trop vite. Avoir maintenant Des scientifiques de Suisse et de République tchèque lien externea développé un nouveau pansement composé de polymères spéciaux qui s’associent au tissu intestinal et scellent la plaie. De cette façon, le patch empêche les jus acides et les particules alimentaires contaminées par des germes de s’échapper du tube digestif et de provoquer une inflammation, voire une intoxication sanguine potentiellement mortelle. Le patch dispose également de capteurs qui peuvent envoyer une alerte précoce avant que les sucs digestifs ne s’infiltrent dans la cavité abdominale.

Un drone résistant à la chaleur pour lutter contre les incendies

Des drones tirent déjà des lances d’incendie sur des immeubles de grande hauteur ou larguent des extincteurs dans des zones reculées pour empêcher les incendies de forêt de se propager, mais uniquement à distance de sécurité. La température à l’intérieur d’un bâtiment en feu peut atteindre 1 000 degrés Celsius.

Pour se rapprocher, des chercheurs de l’Institut fédéral suisse d’essais et de recherche sur les matériaux (Empa) et de l’Imperial College de Londres ont développé un drone résistant à la chaleur appelé FireDrone, composé de matériaux calorifuges tels que des fibres de verre et un aérogel de polyimide. L’aérogel s’inspire des mécanismes de protection des manchots et des renards arctiques, qui vivent dans des températures extrêmes grâce à une couche de graisse ou de fourrure.

Un homme paralysé peut à nouveau marcher grâce à un appareil cerveau-colonne vertébrale

En 2011, Gert-Jan a eu un accident de vélo qui l’a paralysé. Douze ans plus tard, le Néerlandais de 40 ans peut à nouveau se tenir debout, monter les escaliers et faire du shopping grâce à des implants spéciaux dans son cerveau et sa colonne vertébrale et à une technologie sans fil capable de lire ses ondes cérébrales. Une interface cerveau-ordinateur a été implantée dans la partie du cerveau qui contrôle le mouvement des jambes. Il communique avec un implant de moelle épinière qui envoie des impulsions électriques pour stimuler le mouvement des muscles des jambes. L’interface utilise des algorithmes basés sur des méthodes d’intelligence artificielle pour décoder les enregistrements cérébraux en temps réel.

Cela ressemble à de la science-fiction, mais le dispositif cerveau-moelle épinière développé par des neuroscientifiques de l’Ecole polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) a déjà eu un impact majeur. “Il y a quelques mois, j’ai pu me lever pour la première fois depuis dix ans et prendre une bière avec mes amis, c’était plutôt cool”, raconte Gert-Jan. “Ce simple plaisir représente un grand changement dans ma vie.”

Un « arbre artificiel » produit de l’hydrogène vert, de l’oxygène et de la chaleur

Est-ce une antenne parabolique ou un télescope ? Non, c’est un “arbre artificiel”. Un réacteur solaire unique sur le campus de l’EPFL à Lausanne promet de surmonter les coûts élevés et les difficultés de transport liés au développement de l’hydrogène vert. La lumière du soleil est réfléchie par un miroir parabolique et concentrée dans un réacteur au point focal. À l’intérieur, le courant électrique généré par le soleil divise les molécules d’eau en hydrogène et oxygène. Ce processus est similaire à la photosynthèse des arbres et des plantes.

Le système de démonstration tourne avec le soleil pour maximiser les performances. Il peut également générer de l’hydrogène par temps nuageux ou la nuit en se connectant à une source d’alimentation externe. Les développeurs affirment qu’elle a une efficacité supérieure à celle des usines de production d’hydrogène vert traditionnelles alimentées par l’énergie solaire ou hydroélectrique.

La start-up de l’EPFL SoHHytec travaille avec une entreprise suisse pour construire une usine de démonstration qui produira de l’hydrogène pour chauffer les métaux, de l’oxygène pour les hôpitaux voisins et de la chaleur pour les besoins en eau chaude de l’usine.

Des faisceaux laser dirigés vers le ciel dévient les éclairs

Des scientifiques des Alpes appenzelloises ont utilisé un faisceau laser de haute puissance dirigé vers le ciel pour dévier les éclairs. Lors d’expériences, leur laser envoyait des impulsions – 1 000 fois par seconde. Quatre éclairs ont été interceptés avec succès. Ce concept, présenté pour la première fois dans les années 1970, a déjà fonctionné en laboratoire, mais pas encore en pratique. “Nos travaux représentent une étape importante dans le développement d’une protection laser contre la foudre pour les infrastructures critiques telles que les aéroports, les rampes de lancement et les centrales électriques”, a déclaré Jean-Pierre Wolf de l’Université de Genève. La foudre cause chaque année des milliards de dollars de dégâts aux bâtiments, aux systèmes de communication, aux lignes électriques et aux équipements électriques. Ils tuent également des milliers de personnes dans le monde.

La maille enduite recueille et purifie l’eau de la brume

Des « collecteurs de brouillard » – de petits filets à mailles fines – sont déjà utilisés dans des pays secs comme le Pérou, la Bolivie, le Chili, le Maroc et Oman pour capturer de petites gouttelettes de brouillard qui se transforment en plusieurs centaines de litres d’eau par jour. Cependant, ce processus piège également la saleté et les contaminants, et l’eau non traitée ne peut pas être utilisée pour boire ou cuisiner.

Des chercheurs suisses ont mis au point un filet métallique à revêtement spécial capable d’éliminer l’eau du brouillard et de le nettoyer en même temps. Le fil métallique est recouvert d’un mélange de polymères et de dioxyde de titane. Celui-ci agit comme un catalyseur chimique qui décompose les molécules de nombreux polluants organiques présents dans les gouttelettes et les rend inoffensifs. La technologie nécessite peu ou pas de maintenance. Et à part une dose faible mais régulière de lumière ultraviolette pour régénérer le catalyseur, aucune source d’énergie n’est requise.

Plumes de poulet pour la production d’électricité

Chaque année, 40 millions de tonnes de plumes de poulet sont brûlées dans le monde. Cela libère beaucoup de dioxyde de carbone et produit également des gaz toxiques comme le dioxyde de soufre. Et si les ressorts pouvaient être utilisés à bon escient ? Des scientifiques de l’École polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ) et de l’Université technologique de Nanyang à Singapour ont trouvé une solution : ils extraient la protéine kératine et la transforment en fibres ultrafines, appelées fibrilles amyloïdes. Ceux-ci peuvent être utilisés pour la membrane d’une pile à combustible.

Le cœur de chaque pile à combustible est une membrane semi-perméable. Il laisse passer les protons mais bloque les électrons afin qu’ils circulent à travers un circuit externe de l’anode chargée négativement à la cathode chargée positivement, générant ainsi de l’électricité. Dans les piles à combustible traditionnelles, ces membranes sont généralement fabriquées avec des produits chimiques hautement toxiques, coûteux et ne se dégradant pas dans l’environnement. La membrane « plume de poulet », quant à elle, est constituée principalement de kératine biologique, respectueuse de l’environnement et disponible en grande quantité.

Une canne high-tech pour les aveugles et malvoyants

Trois étudiants de l’EPFZ ont développé une canne « intelligente » qui aide les personnes aveugles et malvoyantes à s’orienter en toute sécurité. Une caméra et des capteurs fournissent un retour haptique, c’est-à-dire des modèles de vibration. Le bâton scanne le sol et indique dans quelle direction aller pour éviter les obstacles. Les vibrations indiquent si vous vous trouvez devant une porte, un passage piéton ou un escalier par exemple. “Avec une canne normale, il faut sentir les obstacles et avancer lentement. Avec notre canne, les utilisateurs aveugles peuvent rester en mouvement et surmonter tous les obstacles de manière naturelle”, explique l’étudiant Arvid Gollwitzer.

Traduit de l’anglais : Benjamin von Wyl

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